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质软和易破碎的碎石含量检测

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发布时间：2025-07-15 07:23:21 更新时间：2025-07-14 07:23:21

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作者：中科光析科学技术研究所检测中心

质软和易破碎碎石含量检测概述

在土木工程、建筑材料及道路建设中，碎石作为重要的骨料，其物理力学性能直接影响工程结构的强度、耐久性和稳定性。其中，质软和易破碎的碎石含量是一个关键的质量控制指标。这类碎石通常指强度低、结构疏松、抵抗外部压力或磨损能力差的岩石颗粒（如风化严重的页岩、泥岩、松砂岩等）。它们的含量过高会显著降低混凝土的抗压强度、沥青混合料的稳定性以及路基的承载能力，甚至可能导致工程结构早期失效。因此，准确检测和严格控制样品中质软和易破碎碎石的含量，对于确保工程质量和长期安全至关重要。

检测的核心目的是评估骨料抵抗破碎、压碎或磨损的能力，筛选出不符合强度要求的劣质颗粒。该检测通常在碎石的开采、加工环节以及骨料进场验收时进行。

主要检测项目

针对质软和易破碎碎石的核心检测项目通常包括：

压碎指标值测定：评估碎石在逐渐增加的压力下抵抗破碎的能力。
坚固性试验（常用硫酸钠或硫酸镁溶液多次循环浸泡与烘干）：模拟环境干湿或冻融循环，检测碎石抵抗风化崩解的能力。
软弱颗粒含量检测：利用特定压力或针、棒状工具，直接识别并称量在规定压力下易被压碎或易被戳入的软弱颗粒。
磨耗值测定（如洛杉矶磨耗试验）：评估碎石抵抗摩擦、撞击和剪切等综合作用导致的破碎和磨损能力。
岩相分析（辅助判断）：通过显微镜观察岩石的矿物组成、结构构造，初步识别易风化的矿物和软弱结构。

关键检测仪器

完成上述检测项目需依赖以下专业仪器设备：

压力试验机：用于压碎指标值测定和软弱颗粒压碎试验。需满足量程（通常不小于2000kN）和精度（±1%）要求，并能均匀加载（如1 kN/s的速率）。
压碎指标值测定仪（钢制圆筒）：内径152mm，高度125-130mm的标准圆柱体试模及配套压头。
洛杉矶磨耗试验机：内径710mm±5mm，长510mm±5mm的密封钢筒（带提升板），配套不同规格的钢球和计数器。
坚固性试验设备：包括浸泡容器、烘箱（能保持105℃±5℃）、干燥器、试验筛（用于浸泡前后的筛分）等。
试验筛：符合标准要求的金属丝编织方孔筛，规格依据检测项目而定（如压碎值常用2.36mm、9.5mm、13.2mm、16mm、19mm等筛网）。
天平：精度满足试验要求（如0.1g或0.01g）。
针、棒状规准仪（用于软弱颗粒含量检测）。
岩相显微镜（选配）。

常用检测方法

以最核心的压碎指标值测定（依据GB/T 14685）为例，简述方法步骤：

取样与分档：将风干的碎石试样筛除大于19.0mm及小于9.50mm的颗粒，分成9.50-13.2mm、13.2-16.0mm、16.0-19.0mm三个粒级（单粒级或混合级，按标准规定）。
称样：每粒级取约3000g试样，精确至1g (`m₁`)。
装模：将试样分三层装入标准圆模中，每层插捣25次，整平表面。
加压：将装有试样的模具置于压力机中心，按1kN/s的速度均匀加载至200kN，稳压5s。
卸载与倒出：卸载后取出试样。
筛分：用2.36mm方孔筛筛除被压碎的细粒，称量筛余质量(`m₂`)，精确至1g。
计算：压碎指标值 `Qe = (m₁ - m₂) / m₁ × 100%`。结果精确至0.1%。

软弱颗粒含量检测通常是对规定粒级（如大于4.75mm）的颗粒，逐个施加特定压力（如147N）或使用规定直径的钢针/钢棒施加压力/戳入，将破碎或可被戳入的颗粒作为软弱颗粒，计算其质量占总质量的百分比。

主要检测标准

质软和易破碎碎石含量的检测需严格遵循国家或行业标准，确保结果的可比性和权威性：

GB/T 14685-2022《建设用卵石、碎石》：中国国家标准，规定了压碎指标值、坚固性、软弱颗粒含量等项目的试验方法和技术要求。
JTG E42-2005《公路工程集料试验规程》：中国交通运输行业标准，详细规定了粗集料压碎值、软弱颗粒含量、坚固性、磨耗值（洛杉矶法）等试验方法，广泛应用于道路工程。
ASTM C131 / C131M-20《Standard Test Method for Resistance to Degradation of Small-Size Coarse Aggregate by Abrasion and Impact in the Los Angeles Machine》：美国材料与试验协会标准，洛杉矶磨耗试验方法。
ASTM C535-16《Standard Test Method for Resistance to Degradation of Large-Size Coarse Aggregate by Abrasion and Impact in the Los Angeles Machine》：适用于更大粒径碎石磨耗试验的ASTM标准。
BS EN 1097-2:2020《Tests for mechanical and physical properties of aggregates - Part 2: Methods for the determination of resistance to fragmentation》：欧洲标准，包含多种压碎和冲击试验方法。

检测结果的判定需依据具体工程应用的产品标准或设计规范中规定的限值。例如，GB/T 14685-2022中对不同强度等级混凝土用碎石的压碎指标值有明确的限值要求。